JP4617078B2 - Multilayer piezoelectric body and piezoelectric vibration element - Google Patents
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Description
本発明は、積層圧電体及び圧電型振動素子に関するものである。 The present invention relates to a laminated piezoelectric material and a piezoelectric vibration element.
スピーカ等に用いる圧電型振動素子として、振動板の少なくとも一方に積層圧電体が接合されて構成されたものが知られている。一般に積層圧電体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成されている。そして、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。この種の積層圧電体では、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第１の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とが第１の電気的接続手段により接続され、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第２の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とが第２の電気的接続手段により接続されている。特開２００１−１６６９１号に示される積層圧電体では、第１及び第２の電気的接続手段を、表面電極層と内部電極層との間の圧電セラミック層を貫通する孔と、表面電極層に接続されて孔内に露出する内部電極層の一部分と接続される導電部とから構成されている。そして、導電部は、電極層と孔とが形成された基本積層体の孔内に導電ペーストを充填し、該導電ペーストを表面電極層に接続して形成している。
しかしながら、従来の積層圧電体では、第１及び第２の電気的接続手段の導電部の導電性が低かった。また、第１及び第２の電気的接続手段の形成が煩雑になるという問題があった。 However, in the conventional laminated piezoelectric material, the conductivity of the conductive portion of the first and second electrical connecting means is low. There is also a problem that the formation of the first and second electrical connection means becomes complicated.
本発明の目的は、第１及び第２の電気的接続手段の導電部の導電性を高められる積層圧電体及び圧電型振動素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element that can enhance the conductivity of the conductive portion of the first and second electrical connecting means.
本発明の他の目的は、第１及び第２の電気的接続手段を容易に形成して、製造の工程数を少なくできる積層圧電体及び圧電型振動素子並びにこれらの製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element that can easily form the first and second electrical connection means and reduce the number of manufacturing steps, and a method for manufacturing the same. is there.
本発明の他の目的は、圧電セラミック層にクラックが発生するのを防ぐことができる積層圧電体及び圧電型振動素子を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a laminated piezoelectric body and a piezoelectric vibration element capable of preventing cracks from being generated in the piezoelectric ceramic layer.
本発明が改良の対象とする積層圧電体は、積層体と第１の電気的接続手段と第２の電気的接続手段とを備えている。積層体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。第１の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第１の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する。第２の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第２の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する。本発明では、第１の電気的接続手段は、第１の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第２の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第１の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第１の孔と、第１の表面電極層と連続して形成されて１以上の第１の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成する。第２の電気的接続手段は、第２の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第１の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第２の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第２の孔と、第２の表面電極層と連続して形成されて１以上の第２の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成する。そして、第１の表面電極層及び１以上の第１の導電部並びに第２の表面電極層及び１以上の第２の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成する。ここでいう「電極ペースト」とは、銀粉末等の金属粉と樹脂と溶剤との混合物からなるペーストであり、高温加熱すると金属粉が焼結するペーストである。電極ペーストは、通常の導電ペーストに比べて高い導電性を有している。 The laminated piezoelectric material to be improved by the present invention includes a laminated body, a first electrical connection means, and a second electrical connection means. The laminated body is formed by alternately laminating electrode layers and piezoelectric ceramic layers, polarization processing is performed in the laminating direction, and two electrode layers respectively positioned on both sides of the laminating direction are the first surface electrode layer and The second surface electrode layer has a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer. The first electrical connection means connects the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The second electrical connection means connects the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. In the present invention, the first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the electrode layer, and one or more first holes formed continuously with the first surface electrode layer It comprises one or more first conductive portions that extend along the inner wall and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole. The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and reaches the second internal electrode layer facing the first surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more second holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween, and the inner surface of the one or more second holes formed continuously with the second surface electrode layer One or more second conductive parts connected to a part of the one or more second internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. Then, the first surface electrode layer, the one or more first conductive portions, the second surface electrode layer, and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The “electrode paste” here is a paste made of a mixture of a metal powder such as silver powder, a resin and a solvent, and is a paste in which the metal powder is sintered when heated at a high temperature. The electrode paste has higher conductivity than a normal conductive paste.
本発明のように、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層とそれぞれ連続して形成すれば、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。なお、第１及び第２の導電部を第１及び第２の孔に埋め込むビア（埋込ビア）で形成することも考えられるが、埋込ビアを用いると、工程数が多くなる上、圧電セラミック層にクラックが生じるおそれがある。また、導電部を積層圧電体の側面に形成することも考えられるが、このように導電部を形成すると、導電部が外部からの影響により断線が生じやすくなるという問題がある。 If the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers as in the present invention, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. Although it may be possible to form the first and second conductive portions with vias (embedded vias) embedded in the first and second holes, the use of embedded vias increases the number of processes and increases the piezoelectricity. There is a risk of cracks in the ceramic layer. In addition, it is conceivable to form the conductive portion on the side surface of the laminated piezoelectric material. However, when the conductive portion is formed in this way, there is a problem that the conductive portion is likely to be disconnected due to an external influence.
特に本発明では、第１の表面電極層及び１以上の第１の導電部並びに第２の表面電極層及び１以上の第２の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
第１及び第２の内部電極層が複数になる場合、即ち、第１の内部電極層が第１の導電部の中間部に接続される１以上の第１の中間電極層と、１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含み、第２の内部電極層が第２の導電部の中間部に接続される１以上の第２の中間電極層と、第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含む場合は、例えば、次のような構成を採用することができる。 When there are a plurality of first and second internal electrode layers, that is, one or more first intermediate electrode layers in which the first internal electrode layer is connected to an intermediate portion of the first conductive portion and one conductive layer One or more second intermediate electrode layers including a first end-side electrode layer connected to an end portion of the portion, wherein the second internal electrode layer is connected to an intermediate portion of the second conductive portion, In the case of including the second end portion side electrode layer connected to the end portion of the second conductive portion, for example, the following configuration can be adopted.
まず、第１の孔及び第２の孔を、１以上の第１の中間電極層及び１以上の第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成する。そして、第１の導電部及び第２の導電部を第１の孔内及び第２の孔内の各環状接続部にそれぞれ接続する。このようにすれば、第１及び第２の導電部は、第１及び第２の中間電極層の環状の接続部にそれぞれ接続されるため、第１及び第２の導電部と第１及び第２の中間電極層とのそれぞれの接続面積が増え、両者の接続を確実に行うことができる。 First, the first hole and the second hole are provided with an annular connection portion in which each of the one or more first intermediate electrode layers and the one or more second intermediate electrode layers is exposed in an annular shape in each hole. As formed, the cross-sectional area is reduced stepwise as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body. Then, the first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively. In this way, since the first and second conductive portions are connected to the annular connection portions of the first and second intermediate electrode layers, respectively, the first and second conductive portions and the first and second conductive portions are connected. The respective connection areas with the intermediate electrode layer 2 are increased, and the two can be reliably connected.
第１の中間電極層及び第２の中間電極層がそれぞれ一層からなる場合は、環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、第１の表面電極層及び第２の表面電極層と第１の中間電極層及び第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、第１の中間電極層及び第２の中間電極層と第１の端部側電極層及び第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有するように第１の孔及び第２の孔を構成するのが好ましい。このようにすれば、環状接続部の面積が増え、第１及び第２の導電部と第１及び第２の中間電極層とのそれぞれの接続が確実になる。しかも、環状接続部の内側輪郭となる楕円形の長径部によって、第１及び第２の孔の小径部内への電極ペーストの侵入が容易になる。 When each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is composed of one layer, the first surface electrode layer and the second intermediate electrode layer are formed so that the outer contour of the annular connection portion is circular and the inner contour is elliptical. A large diameter portion located between each of the two surface electrode layers and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, and the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion. It is preferable that the first hole and the second hole are configured so as to have a small-diameter portion positioned between the side electrode layer and the second end side electrode layer. By doing so, the area of the annular connection portion is increased, and the connection between the first and second conductive portions and the first and second intermediate electrode layers is ensured. In addition, the elliptical long diameter portion serving as the inner contour of the annular connection portion facilitates the penetration of the electrode paste into the small diameter portions of the first and second holes.
積層体は、対向する一対の短辺と対向する一つの長辺とを有する矩形の板形状を有するように構成するのが好ましい。このようにすれば、積層圧電体の振幅を大きくできる利点がある。 The laminated body is preferably configured to have a rectangular plate shape having a pair of opposed short sides and one long side facing each other. In this way, there is an advantage that the amplitude of the laminated piezoelectric material can be increased.
第１の電気的接続手段は、複数の第１の孔と複数の第１の導電部とから構成し、第２の電気的接続手段は、複数の第２の孔と複数の第２の導電部とから構成し、複数の第１の孔及び複数の第２の孔は、積層体の短辺にそれぞれ沿って形成するのが好ましい。このようにすれば、複数の導電部のいずれかに断線が生じても他の導電部の接続により、表面電極層と内部電極層との電気的接続を維持することができる。更に、複数の第１の孔及び複数の第２の孔は、積層体の短辺にそれぞれ沿って形成するので内部電極層の面積を大きくできる利点がある。 The first electrical connection means includes a plurality of first holes and a plurality of first conductive portions, and the second electrical connection means includes a plurality of second holes and a plurality of second conductive parts. The plurality of first holes and the plurality of second holes are preferably formed along the short sides of the laminate. In this way, even if a disconnection occurs in any of the plurality of conductive portions, the electrical connection between the surface electrode layer and the internal electrode layer can be maintained by the connection of the other conductive portions. Furthermore, since the plurality of first holes and the plurality of second holes are formed along the short sides of the multilayer body, there is an advantage that the area of the internal electrode layer can be increased.
本発明の積層圧電体の製造方法は、第１の表面電極層及び第２の表面電極層を予め備えておらず、しかも第１の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第２の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第１の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第１の孔を備え、第２の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第１の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第２の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第２の孔を備えた基本積層体を形成する工程を有する。そして、基本積層体に対して、１以上の第１の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第１の内部電極層の一部分に接続される１以上の第１の導電部と該１以上の第１の導電部と連続する第１の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、１以上の第２の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第２の内部電極層の一部分に接続される１以上の第２の導電部と該１以上の第２の導電部と連続する第２の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを有している。本発明のように積層圧電体を製造すれば、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成するので、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができ、積層圧電体の製造工数を減らすことができる。 The method for manufacturing a laminated piezoelectric material according to the present invention does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance, passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer, and the second surface electrode layer. Including one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer located between the surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer, which are opposed to each other through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween. Penetrates through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and through the piezoelectric ceramic layer positioned between the first surface electrode layer and the second internal electrode layer facing each other with the piezoelectric ceramic layer therebetween And forming a basic laminate including one or more second holes extending through the laminate. Then, one or more first conductives extending along the inner wall of the one or more first holes and connected to a part of the one or more first internal electrode layers exposed in the holes with respect to the basic laminate. A step of simultaneously forming the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive portions using the same electrode paste by a printing technique; One or more second conductive parts that extend along the inner wall of the hole and are connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole, and a first part that is continuous with the one or more second conductive parts. And the step of simultaneously forming the two surface electrode layers using an electrode paste by a printing technique. If the laminated piezoelectric material is manufactured as in the present invention, the first and second conductive portions are formed simultaneously with the first and second surface electrode layers by the printing technique using the same electrode paste. The second conductive portion can be easily formed in the step of forming the first and second surface electrode layers, and the number of manufacturing steps of the laminated piezoelectric body can be reduced.
１以上の第１の内部電極層が第１の導電部の中間部に接続される第１の中間電極層と、第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含み、１以上の第２の内部電極層が第２の導電部の中間部に接続される第２の中間電極層と、第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含む場合では、積層圧電体の製造方法は、第１の表面電極層及び第２の表面電極層を予め備えておらず、しかも第１の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第２の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第１の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第１の孔を備え、第２の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第１の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第２の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第２の孔を備え、第１の孔及び第２の孔が、第１の中間電極層及び第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、第１の表面電極層及び第２の表面電極層と第１の中間電極層及び第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、第１の中間電極層及び第２の中間電極層と第１の端部側電極層及び第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程を有する。そして、基本積層体に対して、１以上の第１の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する第１の中間電極層の環状接続部と第１の端部側電極層の一部分に接続される１以上の第１の導電部と該１以上の第１の導電部と連続する第１の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、１以上の第２の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する第２の中間電極層の環状接続部と第２の端部側電極層の一部分に接続される１以上の第２の導電部と該１以上の第２の導電部と連続する第２の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを有している。本発明のように積層圧電体を製造すれば、環状接続部の面積が増え、第１及び第２の導電部と第１及び第２の中間電極層とのそれぞれの接続が確実になる。しかも、環状接続部の内側輪郭となる楕円形の長径部によって、第１及び第２の孔の小径部内への電極ペーストの侵入が容易になる。 A first intermediate electrode layer in which one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion, and a first end-side electrode layer connected to an end portion of the first conductive portion A second intermediate electrode layer in which one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion, and a second end connected to an end portion of the second conductive portion In the case of including the part-side electrode layer, the method for manufacturing the laminated piezoelectric body does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance and is adjacent to the first surface electrode layer. One or more first layers extending through the laminate through the piezoelectric ceramic layer positioned between the first surface electrode layer and the first internal electrode layer facing each other with the second surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. 1 hole, penetrates the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer, and the first surface electrode layer and the piezoelectric ceramic. One or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the second internal electrode layer facing each other through the layers, the first hole and the second hole The hole forms an annular connection part in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer; Forming a basic laminate having an electrode layer and a small diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer. Then, with respect to the basic laminate, the annular connection portion of the first intermediate electrode layer that extends along the inner wall of the one or more first holes and is exposed in the hole, and a part of the first end side electrode layer A step of simultaneously forming one or more first conductive parts to be connected and a first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts by using a printing technique using the same electrode paste; On the other hand, one or more connected to the annular connection portion of the second intermediate electrode layer and a part of the second end side electrode layer extending along the inner wall of the one or more second holes and exposed in the hole Forming a second conductive portion and a second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously using a printing technique using an electrode paste. If the laminated piezoelectric material is manufactured as in the present invention, the area of the annular connection portion is increased, and the connection between the first and second conductive portions and the first and second intermediate electrode layers is ensured. In addition, the elliptical long diameter portion serving as the inner contour of the annular connection portion facilitates the penetration of the electrode paste into the small diameter portions of the first and second holes.
第１の表面電極層及び第２の表面電極層の少なくとも一方には、分極処理の極性を示す極性判別マークを印刷技術を用いて形成するのが好ましい。例えば、表面電極層の一部に電極層が形成されない欠損部を設けること等により極性判別マークを形成することができる。このようにすれば、極性判別マークを形成する工程を別途に設けなくても、表面電極層を形成する工程で極性判別マークを形成することでき、積層圧電体の製造工数を増やすことがない。 It is preferable to form a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer using a printing technique. For example, the polarity discrimination mark can be formed by providing a defective portion where the electrode layer is not formed on a part of the surface electrode layer. In this way, the polarity discrimination mark can be formed in the step of forming the surface electrode layer without separately providing the step of forming the polarity discrimination mark, and the number of manufacturing steps of the laminated piezoelectric body is not increased.
本発明が改良の対象とする圧電型振動素子は、振動板の少なくとも一方の面に積層圧電体が接合されて構成されている。本発明では、積層圧電体は、積層体と第１の電気的接続手段と第２の電気的接続手段とを備えている。積層体は、電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有している。第１の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第１の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する。第２の電気的接続手段は、複数の電極層が交互に異なる極性になるように第２の表面電極層と内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する。第１の電気的接続手段は、第１の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第２の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第１の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第１の孔と、第１の表面電極層と連続して形成されて１以上の第１の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成する。第２の電気的接続手段は、第２の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第１の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第２の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第２の孔と、第２の表面電極層と連続して形成されて１以上の第２の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成する。そして、第１の表面電極層及び１以上の第１の導電部並びに第２の表面電極層及び１以上の第２の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成する。 The piezoelectric vibration element to be improved by the present invention is configured by bonding a laminated piezoelectric body to at least one surface of a diaphragm. In the present invention, the multilayer piezoelectric body includes a multilayer body, first electrical connection means, and second electrical connection means. The laminated body is formed by alternately laminating electrode layers and piezoelectric ceramic layers, polarization processing is performed in the laminating direction, and two electrode layers respectively positioned on both sides of the laminating direction are the first surface electrode layer and The second surface electrode layer has a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer. The first electrical connection means connects the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The second electrical connection means connects the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and reaches the first internal electrode layer facing the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. And one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned between them and the first surface electrode layer, and formed along the inner walls of the one or more first holes. One or more first conductive parts connected to a part of the one or more first internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and reaches the second internal electrode layer facing the first surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. One or more second holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween, and the inner surface of the one or more second holes formed continuously with the second surface electrode layer One or more second conductive parts connected to a part of the one or more second internal electrode layers that extend and are exposed in the holes. Then, the first surface electrode layer, the one or more first conductive portions, the second surface electrode layer, and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste.
本発明のように、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層とそれぞれ連続して形成すれば、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。特に本発明では、第１の表面電極層及び１以上の第１の導電部並びに第２の表面電極層及び１以上の第２の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 If the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers as in the present invention, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
振動板の両面にそれぞれ積層圧電体を接合することもできる。この場合、振動板の両面に、両側に配置される二つの積層圧電体の一方の積層圧電体の第１の表面電極層と他方の積層圧電体の第２の表面電極層とをそれぞれ接続すればよい。 A laminated piezoelectric material can be bonded to both surfaces of the diaphragm. In this case, the first surface electrode layer of one laminated piezoelectric material and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric material are connected to both surfaces of the diaphragm, respectively. That's fine.
また、このように振動板の両面にそれぞれ積層圧電体を接合する場合は、第１の表面電極層及び第２の表面電極層の少なくとも一方には、分極処理の極性を示す極性判別マークを形成するのが好ましい。このようにすれば、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する際に、極性判別マークにより、振動板の両面にそれぞれ接合する第１の表面電極層及び第２の表面電極層を容易に判別することができる。 In addition, when the laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm in this way, a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment is formed on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer. It is preferable to do this. According to this configuration, when the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer bonded to both surfaces of the diaphragm are respectively connected by the polarity determination marks. It can be easily distinguished.
本発明の圧電型振動素子の製造方法は、第１の表面電極層及び第２の表面電極層を予め備えておらず、しかも第１の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第２の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第１の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第１の孔を備え、第２の表面電極層に隣接する圧電セラミック層を貫通し且つ第１の表面電極層と圧電セラミック層を間に介して対向する第２の内部電極層に至るまでその間に位置する圧電セラミック層を貫通して積層体内を延びる１以上の第２の孔を備えた基本積層体を形成する工程を有している。そして、基本積層体に対して、１以上の第１の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第１の内部電極層の一部分に接続される１以上の第１の導電部と該１以上の第１の導電部と連続する表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、基本積層体に対して、１以上の第２の孔の内壁に添って延びて孔内に露出する１以上の第２の内部電極層の一部分に接続される１以上の第２の導電部と該１以上の第２の導電部と連続する第２の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程を有している。そして、積層圧電体に分極処理を施して積層圧電体を作る工程と、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する工程とを更に有している。 The method for manufacturing a piezoelectric vibration element of the present invention does not include the first surface electrode layer and the second surface electrode layer in advance, and penetrates through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and the first surface electrode layer. Two or more first holes extending through the laminated body through the piezoelectric ceramic layer positioned between the two surface electrode layers and the first internal electrode layer facing each other with the surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween, A piezoelectric ceramic layer located between the first surface electrode layer and the second internal electrode layer that passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and opposes the first surface electrode layer and the piezoelectric ceramic layer therebetween; Forming a basic laminate having one or more second holes extending therethrough and extending through the laminate. Then, one or more first conductives extending along the inner wall of the one or more first holes and connected to a part of the one or more first internal electrode layers exposed in the holes with respect to the basic laminate. A step of simultaneously forming a portion and the one or more first conductive portions and a continuous surface electrode layer by a printing technique using the same electrode paste, and an inner wall of one or more second holes with respect to the basic laminate And one or more second conductive parts connected to a portion of the one or more second internal electrode layers that are exposed in the holes and are continuous with the one or more second conductive parts. And a step of simultaneously forming the electrode layer using an electrode paste by a printing technique. The method further includes a step of applying a polarization process to the laminated piezoelectric body to produce a laminated piezoelectric body and a step of joining the two laminated piezoelectric bodies to both surfaces of the diaphragm.
この場合、第１の表面電極層及び第２の表面電極層の少なくとも一方に、分極処理の極性を示す極性判別マークを印刷技術を用いて形成し、極性判別マークに基づいて、振動板の両面に第１の表面電極層及び第２の表面電極層がそれぞれ接続されるように、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合するのが好ましい。このようにすれば、二つの積層圧電体を振動板の両面にそれぞれ接合する際に、極性判別マークにより、振動板の両面にそれぞれ接合する第１の表面電極層及び第２の表面電極層を容易に判別することができる。 In this case, at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer is formed with a polarity discrimination mark indicating the polarity of the polarization treatment using a printing technique, and both surfaces of the diaphragm are formed based on the polarity discrimination mark. It is preferable that the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm so that the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are connected to each other. According to this configuration, when the two laminated piezoelectric bodies are bonded to both surfaces of the diaphragm, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer bonded to both surfaces of the diaphragm are respectively connected by the polarity determination marks. It can be easily distinguished.
本発明によれば、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層とそれぞれ連続して形成するので、第１及び第２の導電部を第１及び第２の表面電極層を形成する工程で容易に形成することができる。特に本発明では、第１の表面電極層及び１以上の第１の導電部並びに第２の表面電極層及び１以上の第２の導電部を電極ペーストの焼結体を用いて形成するので、導電部及び電極層の導電率を高めることができる。 According to the present invention, since the first and second conductive portions are formed continuously with the first and second surface electrode layers, respectively, the first and second conductive portions are formed as the first and second surface electrodes. It can be easily formed in the step of forming the layer. In particular, in the present invention, the first surface electrode layer and the one or more first conductive portions and the second surface electrode layer and the one or more second conductive portions are formed using a sintered body of electrode paste. The conductivity of the conductive portion and the electrode layer can be increased.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一実施の形態の圧電型振動素子１の正面図及び裏面図である。なお、理解を容易にするため、図１及び図２では、圧電型振動素子１の厚み寸法を誇張して描いている。各図に示すように、圧電型振動素子１は、振動板５と該振動板５の両面にそれぞれ接合された積層圧電体７とを有している。振動板５は、真鍮、ニッケル合金またはステンレスからなる金属板によって形成されており、矩形状を有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 and 2 are a front view and a back view of a
図３は、圧電型振動素子１の断面を模式的に表した図である。本図に示すように、積層圧電体７は、積層体８と、積層体８内に形成された第１及び第２の電気的接続手段１７Ａ，１７Ｂとを有している。積層体８は、４つの電極層１３Ａ〜１３Ｄと３つの第１〜第３の圧電セラミック層１５Ａ〜１５Ｃとが交互に積層され、これらの積層の方向に分極処理が施されて構成されており、図２に示すように、対向する一対の短辺と対向する一つの長辺とを有する矩形の板状を有している。本例では、図３に向かって上方及び下方に負極及び正極の電圧が印加されて分極処理が施されている。振動板５の両側に配置される二つの積層圧電体７は、分極処理による極性が異なる面が振動板５の両側にそれぞれ接続されるように、振動板５に接合されている。４つの電極層１３Ａ〜１３Ｄは、いずれも銀粉末からなる金属粉４５〜５５重量％と樹脂５〜１５重量％及び溶剤（残部）からなる電極ペーストを６００℃〜９００℃で焼結することにより形成されている。本例では、電極ペーストとして、ナミックス株式会社から販売されているＳＲ−１１９２Ｂを用いた。４つの電極層１３Ａ〜１３Ｄの内、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第１の表面電極層１３Ａと第２の表面電極層１３Ｄとを構成し、積層体８の内部に位置する電極層が第１の内部電極層１３Ｃ及び第２の内部電極層１３Ｂを構成している。そして、第１の表面電極層１３Ａと第２の内部電極層１３Ｂは、第１の圧電セラミック層１５Ａの両面にそれぞれ形成されており、第１の内部電極層１３Ｃと第２の表面電極層１３Ｄは、第３の圧電セラミック層１５Ｃの両面にそれぞれ形成されている。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the
第１の表面電極層１３Ａと第１の内部電極層１３Ｃとは、４つの電極層１３Ａ〜１３Ｄが交互に異なる極性になるように第１の電気的接続手段１７Ａを介して電気的に接続されている。第１の電気的接続手段１７Ａは、積層体８内を延びる２つの第１の孔１９と、２つの第１の孔１９内にそれぞれ形成された２つの第１の導電部２１とから構成されている。２つの第１の孔１９は、それぞれ積層体８の短辺に沿う該積層体８の縁部に並んで開口するように形成されている（図２の符号２５ａの位置を参照）。また、第１の孔１９は、第１の表面電極層１３Ａに隣接する第１の圧電セラミック層１５Ａを貫通し且つ第２の表面電極層１３Ｄと第３の圧電セラミック層１５Ｃを間に介して対向する第１の内部電極層１３Ｃに至るまでその間に位置する第２の圧電セラミック層１５Ｂを貫通して積層体８内を延びている。更に、第１の孔１９は、第２の内部電極層１３Ｂを内部に露出させないように、第２の内部電極層１３Ｂの端部の外側を延びるように第１及び第２の圧電セラミック層１５Ａ，１５Ｂを貫通している。第１の導電部２１は、図４の詳細な断面図に示すように、電極ペーストの焼結体により第１の表面電極層１３Ａと連続して形成されて第１の孔１９の内壁に添って延びて孔１９内に露出する第１の内部電極層１３Ｃの一部分と接続されている。また、第１の孔１９はある程度の深みを有しているため、第１の導電部２１の上部には凹部２１ａが形成されている。
The first
第２の表面電極層１３Ｄと第２の内部電極層１３Ｂとは、４つの電極層１３Ａ〜１３Ｄが交互に異なる極性になるように第２の電気的接続手段１７Ｂを介して電気的に接続されている。第２の電気的接続手段１７Ｂは、積層体８内を延びる２つの第２の孔２３と、２つの第２の孔２３内にそれぞれ形成された２つの第２の導電部２５とから構成されている。２つの第２の孔２３は、それぞれ積層圧電体７の２つの第１の孔１９が形成された側の反対側の対向する積層体８の短辺に沿う該積層体８の縁部に並んで開口するように形成されている。また、第２の孔２３は、第２の表面電極層１３Ｄに隣接する第３の圧電セラミック層１５Ｃを貫通し且つ第１の表面電極層１３Ａと第２の圧電セラミック層１５Ｂを間に介して対向する第２の内部電極層１３Ｂに至るまでその間に位置する第２の圧電セラミック層１５Ｂを貫通して積層体８内を延びている。更に、第２の孔２３は、第１の内部電極層１３Ｃを内部に露出させないように、第１の内部電極層１３Ｃの端部の外側を延びるように第３及び第２の圧電セラミック層１５Ｃ，１５Ｂを貫通している。第２の導電部２５は、図４に示す第１の導電部２１と同じような態様で、第２の表面電極層１３Ｄと連続して形成されて第２の孔２３の内壁に添って延びて孔２３内に露出する第２の内部電極層１３Ｂの一部分と接続されている。また、第２の孔２３はある程度の深みを有しているため、第２の導電部２５の上部には凹部２５ａが形成されている（図２参照）。
The second
また、第２の表面電極層１３Ｄには、積層圧電体７の分極処理の極性を示す極性判別マーク２７が形成されている。極性判別マーク２７は、第２の電気的接続手段１７Ｂが形成された側の反対側の縁部において、第２の表面電極層１３Ｄの一部に電極層が形成されない欠損部を設けることにより構成されている。極性判別マーク２７は、後述する圧電型振動素子１の製造方法において、振動板９の両面にそれぞれ接合する積層圧電体７，７の接合面を判断するためのマークである。本例では、積層圧電体７の正極が印加された側の電極（第２の表面電極層１３Ｄ）に極性判別マーク２７を形成している。
In addition, a
本例の圧電型振動素子１では、図３に向かって上方の積層圧電体７の第１の表面電極層１３Ａ及び下方の積層圧電体７の第２の表面電極層１３Ｄに正極に接続され、振動板５に負極が接続されて振動を発生する。
In the
次に、本例の圧電型振動素子１の製造方法について説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、第１〜第３のセラミック層材料２９Ａ〜２９Ｃを用意する。第１のセラミック層材料２９Ａは、第１のグリーンシート３１に第２の内部電極層１３Ｂ及び第１の孔１９の一部を形成する貫通孔３３が形成されて構成されている。第２のセラミック層材料２９Ｂは、第２のグリーンシート３５に第１の孔１９の一部を形成する貫通孔３７と第２の孔２３の一部を形成する貫通孔３９とが形成されて構成されている。第３のセラミック層材料２９Ｃは、第３のグリーンシート４１に第１の内部電極層１３Ｃ及び第２の孔２３の一部を形成する貫通孔４２が形成されて構成されている。
Next, a method for manufacturing the
次に、図５（Ｂ）に示すように、第２の内部電極層１３Ｂと第１の内部電極層１３Ｃとが第２のグリーンシート３５を間に介して対向するように、第１〜第３のセラミック層材料２９Ａ〜２９Ｃを積層して貼り合わせる。そして、９００℃〜１１００℃で１〜８時間焼成する。これにより、第１〜第３のグリーンシート３１，３５，４１は、第１〜第３のセラミック層３１’，３５’，４１’となり、基本積層体４３が形成される。基本積層体４３は、第１の表面電極層及び第２の表面電極層を予め備えておらず、第１及び第２の孔１９，２３を備えた構造を有している。
Next, as shown in FIG. 5 (B), the first to first so that the second
次に、図５（Ｃ）に示すように、基本積層体４３に対して、第２の孔２３の内壁に添って延びて孔２３内に露出する第２の内部電極層１３Ｂの一部分に接続される第２の導電部２５と該第２の導電部２５と連続する第２の表面電極層１３Ｄとを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する。このとき、第２の表面電極層１３Ｄの一部に電極層が形成されない欠損部を設けて極性判別マーク２７を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, the
次に、図５（Ｄ）に示すように、基本積層体４３の上下を反転する。そして、図５（Ｅ）に示すように、基本積層体４３に対して、第１の孔１９の内壁に添って延びて孔１９内に露出する第１の内部電極層１３Ｃの一部分に接続される第１の導電部２１と該第１の導電部２１と連続する第１の表面電極層１３Ａとを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する。そして、電極ペーストを６００℃〜９００℃で加熱して焼結する。
Next, as shown in FIG. 5D, the upper and lower sides of the
次に、第１の表面電極層１３Ａ及び極性判別マーク２７が形成された第２の表面電極層１３Ｄに負極及び正極の電圧を印加して分極処理を施こす。これにより、第１〜第３のセラミック層３１’，３５’，４１’は、第１〜第３の圧電セラミック層１５Ａ〜１５Ｃとなり、積層圧電体７が完成する。また、極性判別マーク２７が形成された面が正極が印加された面として分極の極性の判別が可能になる。
Next, the first surface electrode layer 13 </ b> A and the second surface electrode layer 13 </ b> D on which the
次に、極性判別マーク２７に基づいて、振動板５の両面に第１の表面電極層１３Ａ及び第２の表面電極層１３Ｄがそれぞれ接続されるように、二つの積層圧電体７，７を振動板５の両面にそれぞれ接合して図３に示すような圧電型振動素子１を完成した。
Next, based on the
なお、上記例では、第２の導電部２５及び第２の表面電極層１３Ｄを形成した後に第１の導電部２１及び第１の表面電極層１３Ａを形成したが、第１の導電部２１及び第１の表面電極層１３Ａを形成した後に第２の導電部２５及び第２の表面電極層１３Ｄを形成してもよいのは勿論である。本例の製造方法では、第１及び第２の導電部２１，２５を第１及び第２の表面電極層１３Ａ，１３Ｄとそれぞれ連続して形成するので、第１及び第２の導電部２１，２５を第１及び第２の表面電極層１３Ａ，１３Ｄを形成する工程で容易に形成することができる。
In the above example, the first
なお、上記の製造方法では、１つの圧電型振動素子を製造する例を示したが、圧電型振動素子を多数個取りにより製造して量産化を図れるのは勿論である。 In the above manufacturing method, an example in which one piezoelectric vibration element is manufactured has been shown, but it is needless to say that a large number of piezoelectric vibration elements can be manufactured for mass production.
図６は、本発明の他の実施の形態の圧電型振動素子１０１の断面を模式的に表した図である。本例の圧電型振動素子１０１は、積層圧電体１０７を除いて図３に示す圧電型振動素子１と同じ構造を有しているので、図３に示す圧電型振動素子と共通する部材には、図３に付した符号に１００を加えた符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、本例の圧電型振動素子１０１の積層圧電体１０７は、６つの電極層１１３Ａ〜１１３Ｆと５つの第１〜第５の圧電セラミック層１１５Ａ〜１１５Ｅとが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施された積層体１０８と、積層体１０８内に形成された第１及び第２の電気的接続手段１１７Ａ，１１７Ｂとを有している。６つの電極層１１３Ａ〜１１３Ｆの内、積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの電極層が第１の表面電極層１１３Ａと第２の表面電極層１１３Ｆとを構成し、積層体１０８の内部に位置する電極層が第１の内部電極層１１３Ｃ，１１３Ｅ及び第２の内部電極層１１３Ｂ，１１３Ｄを構成している。更に第１の内部電極層１１３Ｃ，１１３Ｅの内、後述する第１の導電部１２１の中間部に接続される第１の内部電極層が第１の中間電極層１１３Ｃを構成し、第１の導電部１２１の端部に接続される第１の内部電極層が第１の端部側電極層１１３Ｅを構成している。また、第２の内部電極層１１３Ｂ，１１３Ｄの内、後述する第２の導電部１２５の中間部に接続される第２の内部電極層が第２の中間電極層１１３Ｄを構成し、第２の導電部１２５の端部に接続される第２の内部電極層が第２の端部側電極層１１３Ｂを構成している。そして、第１の表面電極層１１３Ａと第２の端部側電極層１１３Ｂは、第１の圧電セラミック層１１５Ａの両面にそれぞれ形成されており、第１の中間電極層１１３Ｃと第２の中間電極層１１３Ｄは、第３の圧電セラミック層１１５Ｃの両面にそれぞれ形成されており、第１の端部側電極層１１３Ｅと第２の表面電極層１１３Ｆは、第５の圧電セラミック層１１５Ｅの両面にそれぞれ形成されている。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cross section of a
第１の表面電極層１１３Ａと第１の中間電極層１１３Ｃと第１の端部側電極層１１３Ｅとは、６つの電極層１１３Ａ〜１１３Ｆが交互に異なる極性になるように第１の電気的接続手段１１７Ａを介して電気的に接続されている。第１の電気的接続手段１１７Ａは、積層体１０８内を延びる２つの第１の孔１１９と、２つの第１の孔１１９内にそれぞれ形成された２つの第１の導電部１２１とから構成されている。２つの第１の孔１１９は、それぞれ積層圧電体１０７の縁部に並んで開口するように形成されており、第１の表面電極層１１３Ａに隣接する第１の圧電セラミック層１１５Ａを貫通し且つ第２の表面電極層１１３Ｆと第５の圧電セラミック層１１５Ｅを間に介して対向する第１の端部側電極層１１３Ｅに至るまでその間に位置する第２〜第４の圧電セラミック層１１５Ｂ〜１１５Ｄを貫通して積層体１０８内を延びている。また、第１の孔１１９は、第１の中間電極層１１３Ｃの一部が孔１１９内に環状に露出する環状接続部１１３Ｃ1が形成されるように、第１の孔１１９の開口部から積層圧電体１０７の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されている。更に、第１の孔１１９は、第２の端部側電極層１１３Ｂ及び第２の中間電極層１１３Ｄを内部に露出させないように、第２の端部側電極層１１３Ｂの端部及び第２の中間電極層１１３Ｄの端部の外側を延びるように第１〜第４の圧電セラミック層１１５Ａ〜１１５Ｄを貫通している。より具体的には、第１の孔１１９は、図７に詳細に示すように、開口部に位置する第１の表面電極層１１３Ａから第１の中間電極層１１３Ｃまで延びる横断面が円形の大径部１１９ａと第１の中間電極層１１３Ｃから第１の端部側電極層１１３Ｅまで延びる横断面が楕円形の小径部１１９ｂとを有している。このため、図８に示すように第１の中間電極層１１３Ｃの環状接続部１１３Ｃ1は、外側輪郭が円形を有し、内側輪郭が楕円形を有している。
The first
第１の導電部１２１は、図７に示すように、電極ペーストにより第１の表面電極層１１３Ａと連続して形成されて第１の孔１１９の内壁に添って延びて孔１１９内に露出する第１の中間電極層１１３Ｃの環状接続部１１３Ｃ1及び第１の端部側電極層１１３Ｅの一部分と接続されている。また、第１の孔１１９はある程度の深みを有しているため、第１の導電部１２１の上部には凹部１２１ａが形成されている。
As shown in FIG. 7, the first
第２の表面電極層１１３Ｆと第２の中間電極層１１３Ｄと第２の端部側電極層１１３Ｂとは、６つの電極層１１３Ａ〜１１３Ｆが交互に異なる極性になるように第２の電気的接続手段１１７Ｂを介して電気的に接続されている。第２の電気的接続手段１１７Ｂは、積層体１０８内を延びる２つの第２の孔１２３と、２つの第２の孔１２３内にそれぞれ形成された２つの第２の導電部１２５とから構成されている。２つの第２の孔１２３は、それぞれ積層圧電体１０７の２つの第１の孔１１９が形成された側の反対側の縁部に並んで開口するように形成されており、第２の表面電極層１１３Ｆに隣接する第５の圧電セラミック層１１５Ｅを貫通し且つ第１の表面電極層１１３Ａと第１の圧電セラミック層１１５Ａを間に介して対向する第２の端部側電極層１１３Ｂに至るまでその間に位置する第２〜第５の圧電セラミック層１１５Ｂ〜１１５Ｅを貫通して積層体１０８内を延びている。また、第２の孔１２３は、第２の中間電極層１１３Ｄの一部が孔内に環状に露出する環状接続部１１３Ｄ1が形成されるように、第２の孔１２３の開口部から積層圧電体１０７の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されている。更に、第２の孔１２３は、第１の端部側電極層１１３Ｅ及び第１の中間電極層１１３Ｃを内部に露出させないように、第１の端部側電極層１１３Ｅの端部及び第１の中間電極層１１３Ｃの端部の外側を延びるように第２〜第５の圧電セラミック層１１５Ｂ〜１１５Ｅを貫通している。より具体的には、第２の孔１２３は、図７に示す第１の孔１１９と同じような態様で、開口部に位置する第２の表面電極層１１３Ｆから第２の中間電極層１１３Ｄまで延びる横断面が円形の大径部１２３ａと第２の中間電極層１１３Ｄから第２の端部側電極層１１３Ｂまで延びる横断面が楕円形の小径部１２３ｂとを有している。このため、図８に示すように第２の中間電極層１１３Ｄの環状接続部１１３Ｄ1は、環状接続部１１３Ｃ1と同様に、外側輪郭が円形を有し、内側輪郭が楕円形を有している。
The second
第２の導電部１２５は、図７に示す第１の導電部１２１と同じような態様で、第２の表面電極層１１３Ｆと連続して形成されて第２の孔１２３の内壁に添って延びて孔１２３内に露出する第２の中間電極層１１３Ｄの環状接続部１１３Ｄ1及び第２の端部側電極層１１３Ｂの一部分と接続されている。また、第２の孔１２３はある程度の深みを有しているため、第２の導電部１２５の上部には凹部１２５ａが形成されている。そして、本例では、第２の表面電極層１１３Ｆに、積層圧電体１０７の分極処理の極性を示す極性判別マーク１２７が形成されている。
The second
本例の圧電型振動素子も図５Ａ〜図５Ｅに示す圧電型振動素子の製造方法と同様にして、製造することができる。また、本例の圧電型振動素子１０１では、第１及び第２の導電部１２１，１２５は、第１及び第２の中間電極層１１３Ｃ，１１３Ｄの環状の接続部１１３Ｃ1，１１３Ｄ1にそれぞれ接続されるため、第１及び第２の導電部１２１，１２５と第１及び第２の中間電極層１１３Ｃ，１１３Ｄとのそれぞれの接続を確実に行うことができる。
The piezoelectric vibration element of this example can also be manufactured in the same manner as the method for manufacturing the piezoelectric vibration element shown in FIGS. 5A to 5E. In the
なお、上記各例の圧電型振動素子では、振動板の両面に積層圧電体をそれぞれ接合したが、振動板の一方の面のみに積層圧電体を接合するものにも本発明が適用できるのは勿論である。 In the piezoelectric vibration element of each of the above examples, the laminated piezoelectric material is bonded to both surfaces of the vibration plate. However, the present invention can also be applied to the case where the laminated piezoelectric material is bonded to only one surface of the vibration plate. Of course.
１ 圧電型振動素子
５ 振動板
７ 積層圧電体
１３Ａ 第１の表面電極層
１３Ｂ 第２の内部電極層
１３Ｃ 第１の内部電極層
１３Ｄ 第２の表面電極層
１５Ａ〜１５Ｃ 圧電セラミック層
１７Ａ 第１の電気的接続手段
１７Ｂ 第２の電気的接続手段
１９ 第１の孔
２１ 第１の導電部
２３ 第２の孔
２５ 第２の導電部
２７ 極性判別マーク
４３ 基本積層体
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第１の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する第１の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第２の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する第２の電気的接続手段とを備える積層圧電体であって、
前記第１の電気的接続手段は、前記第１の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第２の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第１の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第１の孔と、前記第１の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成され、
前記第２の電気的接続手段は、前記第２の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第１の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第２の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第２の孔と、前記第２の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成され、
前記第１の表面電極層及び前記１以上の第１の導電部並びに前記第２の表面電極層及び前記１以上の第２の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記１以上の第１の内部電極層は、前記第１の導電部の中間部に接続される１つの第１の中間電極層と、前記第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含んでおり、
前記１以上の第２の内部電極層は、前記第２の導電部の中間部に接続される１つの第２の中間電極層と、前記第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含んでおり、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記１つの第１の中間電極層及び前記１つの第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第１の導電部及び前記第２の導電部は、前記第１の孔内及び前記第２の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層と前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層と前記第１の端部側電極層及び前記第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする積層圧電体。 The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and located on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second electrode layer, respectively. A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately A laminated piezoelectric body comprising:
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
It said first surface electrode layer and the one or more first conductive portion and said second surface electrode layer and of the one or more second conductive portion is formed by using a sintered body of the electrode paste ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A laminated piezoelectric material comprising a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer .
前記第２の電気的接続手段は、複数の前記第２の孔と複数の前記第２の導電部とから構成され、
前記複数の第１の孔及び前記複数の第２の孔は、前記積層体の前記短辺にそれぞれ沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層圧電体。 The first electrical connection means includes a plurality of the first holes and a plurality of the first conductive portions.
The second electrical connection means includes a plurality of the second holes and a plurality of the second conductive portions,
The multilayer piezoelectric body according to claim 2 , wherein the plurality of first holes and the plurality of second holes are respectively formed along the short sides of the multilayer body.
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第１の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する第１の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第２の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する第２の電気的接続手段とを備え、
前記第１の電気的接続手段が、前記第１の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第２の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第１の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第１の孔と、前記第１の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成され、
前記第２の電気的接続手段が、前記第２の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第１の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第２の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第２の孔と、前記第２の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成され、
前記１以上の第１の内部電極層が前記第１の導電部の中間部に接続される第１の中間電極層と、前記第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含み、
前記１以上の第２の内部電極層が前記第２の導電部の中間部に接続される第２の中間電極層と、前記第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含む積層圧電体の製造方法であって、
前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層を予め備えておらず、しかも前記１以上の第１の孔及び前記１以上の第２の孔を備え、前記第１の孔及び前記第２の孔が、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層と前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層と前記第１の端部側電極層及び前記第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第１の中間電極層の前記環状接続部と前記第１の端部側電極層の一部分とに接続される１以上の第１の導電部と該１以上の第１の導電部と連続する前記第１の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第２の中間電極層の前記環状接続部と前記第２の端部側電極層の一部分とに接続される１以上の第２の導電部と該１以上の第２の導電部と連続する前記第２の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを具備する積層圧電体の製造方法。 The electrode layer and the piezoelectric ceramic layer are alternately stacked, the polarization process is performed in the stacking direction, and the two electrode layers positioned on both sides of the stacking direction are the first surface electrode layers. And a second surface electrode layer, and a laminate having a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute an internal electrode layer;
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
A first intermediate electrode layer in which the one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion; and a first end portion connected to an end portion of the first conductive portion A side electrode layer,
A second intermediate electrode layer in which the one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion; and a second end portion connected to an end portion of the second conductive portion A method of manufacturing a laminated piezoelectric body including a side electrode layer,
The first surface electrode layer and the second surface electrode layer are not provided in advance, and further include the one or more first holes and the one or more second holes. The second hole has an annular connection portion in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, respectively, Forming a basic laminate having one intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and a small-diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer, respectively; Process,
The annular connection portion and the first end side electrode of the first intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more first holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. One or more first conductive parts connected to a part of the layer and the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts are simultaneously formed by the printing technique using the same electrode paste Process,
The annular connection portion and the second end side electrode of the second intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more second holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. Forming at least one second conductive portion connected to a part of the layer and the second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously by a printing technique using an electrode paste; A method for producing a laminated piezoelectric material comprising:
前記積層圧電体は、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ前記積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の前記電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第１の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する第１の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第２の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する第２の電気的接続手段とを備えており、
前記第１の電気的接続手段は、前記第１の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第２の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第１の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第１の孔と、前記第１の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成され、
前記第２の電気的接続手段は、前記第２の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第１の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第２の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第２の孔と、前記第２の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成され、
前記第１の表面電極層及び前記１以上の第１の導電部並びに前記第２の表面電極層及び前記１以上の第２の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記１以上の第１の内部電極層は、前記第１の導電部の中間部に接続される１つの第１の中間電極層と、前記第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含んでおり、
前記１以上の第２の内部電極層は、前記第２の導電部の中間部に接続される１つの第２の中間電極層と、前記第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含んでおり、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記１つの第１の中間電極層及び前記１つの第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第１の導電部及び前記第２の導電部は、前記第１の孔内及び前記第２の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層と前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層と前記第１の端部側電極層及び前記第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする圧電型振動素子。 A piezoelectric vibration element in which a laminated piezoelectric body is bonded to at least one surface of a vibration plate,
The laminated piezoelectric body is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and located on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second electrode layer, respectively. A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
It said first surface electrode layer and the one or more first conductive portion and said second surface electrode layer and of the one or more second conductive portion is formed by using a sintered body of the electrode paste ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A piezoelectric vibration element having a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer.
前記第２の電気的接続手段は、複数の前記第２の孔と複数の前記第２の導電部とから構成され、
前記複数の前記第１の孔及び前記複数の前記第２の孔は、前記積層体の前記短辺にそれぞれ沿って形成されていることを特徴とする請求項７に記載の圧電型振動素子。 The first electrical connection means includes a plurality of the first holes and a plurality of the first conductive portions.
The second electrical connection means includes a plurality of the second holes and a plurality of the second conductive portions,
The piezoelectric vibration element according to claim 7 , wherein the plurality of first holes and the plurality of second holes are respectively formed along the short side of the multilayer body.
前記積層圧電体は、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ前記積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の前記電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第１の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する第１の電気的接続手段と、
前記複数の電極層が交互に異なる極性になるように前記第２の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する第２の電気的接続手段とを備えており、
前記振動板の両面には、両側に配置される二つの前記積層圧電体の一方の積層圧電体の前記第１の表面電極層と他方の積層圧電体の前記第２の表面電極層とがそれぞれ接続されており、
前記第１の電気的接続手段は、前記第１の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第２の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第１の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第１の孔と、前記第１の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成され、
前記第２の電気的接続手段は、前記第２の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第１の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第２の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第２の孔と、前記第２の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成されてており、
前記第１の表面電極層及び前記１以上の第１の導電部並びに前記第２の表面電極層及び前記１以上の第２の導電部は、電極ペーストの焼結体を用いて形成されており、
前記１以上の第１の内部電極層は、前記第１の導電部の中間部に接続される１つの第１の中間電極層と、前記第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含んでおり、
前記１以上の第２の内部電極層は、前記第２の導電部の中間部に接続される１つの第２の中間電極層と、前記第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含んでおり、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記１つの第１の中間電極層及び前記１つの第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する環状接続部を形成するように、開口部から前記積層圧電体の内部に向かうにしたがって横断面積が段階的に縮小するように形成されており、
前記第１の導電部及び前記第２の導電部は、前記第１の孔内及び前記第２の孔内の各前記環状接続部にそれぞれ接続されており、
前記第１の孔及び前記第２の孔は、前記環状接続部の外側輪郭が円形になり、内側輪郭が楕円形になるように、前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層と前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層と前記第１の端部側電極層及び前記第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有していることを特徴とする圧電型振動素子。 A piezoelectric vibration element in which laminated piezoelectric materials are bonded to both surfaces of a diaphragm,
The laminated piezoelectric body is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately stacked, and the two electrode layers, which are configured by polarization treatment in the stacking direction and are respectively positioned on both sides of the stacking direction, are the first surface electrode layer and the second layer A laminate having a layer structure in which a plurality of the electrode layers located inside constitute an internal electrode layer,
First electrical connection means for connecting one or more of the first inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the first surface electrode layer so as to have different polarities alternately When,
Second electrical connection means for connecting one or more of the second inner electrode layer in which the plurality of electrodes layer is included in the internal electrode layer and the second surface electrode layer so as to have different polarities alternately And
The first surface electrode layer of one laminated piezoelectric body and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric body are disposed on both surfaces of the diaphragm, respectively. Connected,
The first electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and is opposed to the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. And one or more second conductive parts that extend along the inner wall of the second hole and are connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole ,
The first surface electrode layer and the one or more first conductive parts, and the second surface electrode layer and the one or more second conductive parts are formed using a sintered body of electrode paste. ,
The one or more first internal electrode layers include a first intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the first conductive portion and a first portion connected to an end portion of the first conductive portion. And an end-side electrode layer of
The one or more second internal electrode layers include one second intermediate electrode layer connected to an intermediate portion of the second conductive portion and a second portion connected to an end portion of the second conductive portion. And an end-side electrode layer of
The first hole and the second hole have an annular connection portion in which a part of each of the one first intermediate electrode layer and the one second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole. As it is formed, the cross-sectional area is gradually reduced as it goes from the opening toward the inside of the multilayer piezoelectric body,
The first conductive portion and the second conductive portion are connected to the annular connection portions in the first hole and the second hole, respectively.
In the first hole and the second hole, the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are formed such that an outer contour of the annular connection portion is circular and an inner contour is elliptical. A large-diameter portion respectively positioned between the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, the first intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and the first end portion A piezoelectric vibration element having a small-diameter portion positioned between a side electrode layer and the second end-side electrode layer.
前記積層圧電体が、
電極層と圧電セラミック層とが交互に積層され、その積層方向に分極処理が施されて構成され且つ積層方向の両側にそれぞれ位置する二つの前記電極層が第１の表面電極層と第２の表面電極層とを構成し、内部に位置する複数の電極層が内部電極層を構成する層構造を有する積層体と、
前記複数の前記電極層が交互に異なる極性になるように前記第１の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第１の内部電極層とを接続する第１の電気的接続手段と、
前記複数の前記電極層が交互に異なる極性になるように前記第２の表面電極層と前記内部電極層に含まれる１以上の第２の内部電極層とを接続する第２の電気的接続手段とを備え、
前記振動板の両面には、両側に配置される二つの前記積層圧電体の一方の積層圧電体の前記第１の表面電極層と他方の積層圧電体の前記第２の表面電極層とがそれぞれ接続され、
前記第１の電気的接続手段が、前記第１の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第２の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第１の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第１の孔と、前記第１の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第１の内部電極層の一部分と接続される１以上の第１の導電部とから構成され、
前記第２の電気的接続手段が、前記第２の表面電極層に隣接する前記圧電セラミック層を貫通し且つ前記第１の表面電極層と前記圧電セラミック層を間に介して対向する前記第２の内部電極層に至るまでその間に位置する前記圧電セラミック層を貫通して前記積層体内を延びる１以上の第２の孔と、前記第２の表面電極層と連続して形成されて前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記１以上の第２の内部電極層の一部分と接続される１以上の第２の導電部とから構成され、
前記１以上の第１の内部電極層が前記第１の導電部の中間部に接続される第１の中間電極層と、前記第１の導電部の端部に接続される第１の端部側電極層とを含み、
前記１以上の第２の内部電極層が前記第２の導電部の中間部に接続される第２の中間電極層と、前記第２の導電部の端部に接続される第２の端部側電極層とを含む圧電型振動素子の製造方法であって、
前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層を予め備えておらず、しかも前記１以上の第１の孔及び前記１以上の第２の孔を備え、前記第１の孔及び前記第２の孔が、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層のそれぞれの一部が各孔内に環状に露出する外側輪郭が円形で内側輪郭が楕円形の環状接続部を形成するように、前記第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層と前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層との間にそれぞれ位置する大径部と、前記第１の中間電極層及び前記第２の中間電極層と前記第１の端部側電極層及び前記第２の端部側電極層の間にそれぞれ位置する小径部とを有する基本積層体を形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記１以上の第１の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第１の中間電極層の前記環状接続部と前記第１の端部側電極層の一部分とに接続される１以上の第１の導電部と該１以上の第１の導電部と連続する前記第１の表面電極層とを同じ電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程と、
前記基本積層体に対して、前記１以上の第２の孔の内壁に添って延びて前記孔内に露出する前記第２の中間電極層の前記環状接続部と前記第２の端部側電極層の一部分とに接続される１以上の第２の導電部と該１以上の第２の導電部と連続する前記第２の表面電極層とを電極ペーストを用いて印刷技術により同時に形成する工程とを具備する圧電型振動素子の製造方法。 A laminated piezoelectric material is bonded to both sides of the diaphragm,
The laminated piezoelectric material is
The electrode layers and the piezoelectric ceramic layers are alternately laminated, and the two electrode layers, which are configured to be polarized in the lamination direction and are respectively positioned on both sides of the lamination direction, are the first surface electrode layer and the second surface electrode layer. A laminate having a layer structure in which a plurality of electrode layers located inside constitute a surface electrode layer,
First electrical connection means for connecting the first surface electrode layer and one or more first internal electrode layers included in the internal electrode layer so that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. When,
Second electrical connection means for connecting the second surface electrode layer and one or more second internal electrode layers included in the internal electrode layer such that the plurality of electrode layers have alternately different polarities. And
The first surface electrode layer of one laminated piezoelectric body and the second surface electrode layer of the other laminated piezoelectric body are disposed on both surfaces of the diaphragm, respectively. Connected ,
The first electrical connecting means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the first surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more first holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the one or more first electrode layers are formed continuously with the first surface electrode layer. And one or more first conductive portions that extend along the inner wall of the first hole and are connected to a portion of the one or more first internal electrode layers exposed in the hole,
The second electrical connection means passes through the piezoelectric ceramic layer adjacent to the second surface electrode layer and faces the second surface electrode layer with the piezoelectric ceramic layer interposed therebetween. The one or more second holes extending through the piezoelectric ceramic layer positioned therebetween until reaching the internal electrode layer, and the second surface electrode layer are continuously formed. One or more second conductive parts extending along the inner wall of the second hole and connected to a part of the one or more second internal electrode layers exposed in the hole,
A first intermediate electrode layer in which the one or more first internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the first conductive portion; and a first end portion connected to an end portion of the first conductive portion A side electrode layer,
A second intermediate electrode layer in which the one or more second internal electrode layers are connected to an intermediate portion of the second conductive portion; and a second end portion connected to an end portion of the second conductive portion A method of manufacturing a piezoelectric vibration element including a side electrode layer,
The first surface electrode layer and the second surface electrode layer are not provided in advance, and further include the one or more first holes and the one or more second holes. The second hole has an annular connection portion in which a part of each of the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer is annularly exposed in each hole and the outer contour is circular and the inner contour is elliptical. A large-diameter portion positioned between the first surface electrode layer and the second surface electrode layer and the first intermediate electrode layer and the second intermediate electrode layer, respectively, Forming a basic laminate having one intermediate electrode layer, the second intermediate electrode layer, and a small-diameter portion located between the first end portion side electrode layer and the second end portion side electrode layer, respectively; Process,
The annular connection portion and the first end side electrode of the first intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more first holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. One or more first conductive parts connected to a part of the layer and the first surface electrode layer continuous with the one or more first conductive parts are simultaneously formed by the printing technique using the same electrode paste Process,
The annular connection portion and the second end side electrode of the second intermediate electrode layer that extend along the inner wall of the one or more second holes and are exposed in the holes with respect to the basic laminate. Forming at least one second conductive portion connected to a part of the layer and the second surface electrode layer continuous with the one or more second conductive portions simultaneously by a printing technique using an electrode paste; A method for manufacturing a piezoelectric vibration element comprising :
前記極性判別マークに基づいて、前記振動板の両面に第１の表面電極層及び前記第２の表面電極層がそれぞれ接続されるように、前記二つの積層圧電体を前記振動板の両面にそれぞれ接合することを特徴とする請求項１１に記載の圧電型振動素子の製造方法。 A polarity determination mark indicating the polarity of the polarization treatment is formed on at least one of the first surface electrode layer and the second surface electrode layer using the printing technique,
Based on the polarity determination mark, the two laminated piezoelectric bodies are respectively disposed on both surfaces of the diaphragm so that the first surface electrode layer and the second surface electrode layer are connected to both surfaces of the diaphragm, respectively. The method of manufacturing a piezoelectric vibration element according to claim 11 , wherein bonding is performed.
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